Inverse Problem Approach for the Alignment of Electron Tomographic Series.

Résumé : Dans le domaine du raffinage, les mesures morphologiques de particules sont devenues indispensables pour caractériser les supports de catalyseurs. A travers ces paramètres, on peut remonter aux spécificités physico-chimiques des matériaux étudiés. Une des techniques d’acquisition utilisées est la tomographie électronique (ou nanotomographie). Des volumes 3D sont reconstruits à partir de séries de projections sous différents angles obtenues par Microscopie Électronique en Transmission (MET). Cette technique permet d’obtenir une réelle information tridimensionnelle à l’échelle du nanomètre. Un problème majeur dans ce contexte est le mauvais alignement des projections qui contribuent à la reconstruction. Les techniques d’alignement actuelles emploient habituellement des marqueurs de réference tels que des nanoparticules d’or pour un alignement correct des images. Lorsque l’utilisation de marqueurs n’est pas possible, l’alignement de projections adjacentes est obtenu par corrélation entre ces projections. Cependant, cette méthode échoue parfois. Dans cet article, nous proposons une nouvelle méthode basée sur une approche de type problème inverse où un certain critère est minimisé en utilisant une variante de l’algorithme de Nelder et Mead, qui exploite le concept de simplexe. Elle est composéé de deux étapes. La première étape consiste en un processus d’alignement initial s’appuyant sur la minimisation d’une fonction de coût basée sur des statistiques robustes, mesurant la similarité entre une projection et les projections précédentes de la série. Elle vise à réduire les forts déplacements, résultant de l’acquisition entre les projections successives. Dans la seconde étape, les projections pré-recalées sont employées pour initialiser un processus itératif et alterné d’alignement et reconstruction, minimisant alternativement une fonction de coût basée sur la reconstruction du volume et une fonction basée sur l’alignement d’une projection avec sa version simulée obtenue à partir du volume reconstruit. A la fin de ce processus, nous obtenons une reconstruction correcte du volume, les projections étant correctement alignées. Notre méthode a été testée sur des données simulées et prouve qu’elle récupère d’une manière précise les changements dans les paramètres de translation, rotation et mise à l’échelle. Nous avons testé avec succès notre méthode pour les projections réelles de différents supports de catalyseur.
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Oil & Gas Science and Technology - Revue d'IFP Energies nouvelles, Institut Français du Pétrole, 2014, 69 (2), pp.279-291. 〈10.2516/ogst/2013116〉
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Contributeur : Françoise Bertrand <>
Soumis le : vendredi 16 mai 2014 - 15:59:00
Dernière modification le : jeudi 7 février 2019 - 16:27:03
Document(s) archivé(s) le : lundi 10 avril 2017 - 23:26:15

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Viet Dung Tran, Maxime Moreaud, Éric Thiébaut, L. Denis, Jean-Marie Becker. Inverse Problem Approach for the Alignment of Electron Tomographic Series.. Oil & Gas Science and Technology - Revue d'IFP Energies nouvelles, Institut Français du Pétrole, 2014, 69 (2), pp.279-291. 〈10.2516/ogst/2013116〉. 〈hal-00992251〉

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